二阶及高阶复合型孤子在强非局域介质中的传输特性

论文摘要

高斯光束通常以激光器的基态出现,在强非局域非线性介质中,一些特殊的激光光束(例如高斯光束)可以以光孤子的形式存在。我们主要研究光束在强非局域非线性介质中的传输特性。光束的传播是与传播过程中的介质折射率分布密切相关的,而我们所研究的非局域非线性介质的特点正好与此相关,即介质中的某点折射率不仅仅和该点位置的光强强度有关,还和其他周围点的光强强度有关,这正好弥补了以往局域非线性介质所不具备的特点。因此,在该介质中,人们已经得到了很多的新型孤子传输模型,具有十分重要的意义。在本文中,我们主要研究了二阶以及高阶复合型孤子在强非局域非线性介质中的传输特性。本文的主要内容安排如下:第一章:主要介绍了激光光束、光孤子的研究背景,同时描述了非局域空间中光孤子的界定和复合型孤子的简介。第二章:主要研究了复合型孤子在强非局域介质中传输时的演化情况。通过推导该光束的传输公式,进一步分析了光束的轴上光强、二阶矩束宽、临界功率以及曲率半径的演化情况。结果发现,复合型孤子的演化规律是呈周期性变化的,并且在传输过程中会根据相关参数的不同呈现出三种不同的变化情况,是三种不同孤子形式的复合体。我们根据不同的入射功率进行入射时,其轴上光强会出现三种不同的情况。第三章:主要研究了像散复合型孤子在强非局域介质中的传输特性。由像散复合型孤子的初始表达式,可以发现在初始位置处,孤子的传播形态可分为三种不同的情况:椭圆型、二瓣型、四瓣型。我们进一步推导出了该光束的传输表达式,同时求解了该孤子的光强、束宽、功率以及曲率的解析式。通过数值模拟的形式,我们重点描写了该孤子的传输动力学特性,并且详细讨论了孤子在传输过程中的特征。第四章:主要研究了高阶复合型孤子在强非局域介质中传输时的演化情况。在本章中主要推导出了高阶复合型孤子的传输公式及轴上光强,此外我们主要以四阶孤子为例,通过数值模拟的形式绘制了二阶矩束宽、临界功率和曲率半径的变化情况。高阶复合型孤子和二阶复合型孤子在传播过程中不同的地方在于:传输过程中的临界处的相关因子相比于二阶复合型孤子而言存在一定的变化。其轴上光强的演化也和二阶复合型孤子存在较大的差异性。第五章:主要是本文的内容总结。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 贾帅

导师: 杨振军

关键词: 非局域非线性介质,非线性光学,复合型孤子,像散复合型孤子,高阶复合型孤子,孤子传输

来源: 河北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 河北师范大学

基金: 国家自然科学基金(No.61308016),河北省自然科学基金(No.F2017205060),河北省高等学校科学研究自然科学类重点项目(No.ZD2018081)

分类号: TN24

总页数: 60

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